(57)【要約】【課題】本発明は、所定の移動方向に移動する潜像担持体を帯電および露光することによって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像したトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによって記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関し、燃料電池が組み込まれた画像形成装置において、その燃料電池によって生成された水を効率良く処理することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】画像形成装置に組み込まれた燃料電池における水素と酸素との化学反応によって生成された水を、この画像形成装置内の所定の熱源が発する熱を直接的あるいは間接的に利用して蒸発させる。もしくは、その燃料電池によって生成された水を、帯電器における帯電の媒介をする媒介液としてその帯電器に供給する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の移動方向に移動する潜像担持体を帯電および露光することにより該潜像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像したトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
この画像形成装置への一部あるいは全ての電力供給を担う、水素と酸素から水を生成する化学反応により電気エネルギーを取り出す燃料電池と、
前記燃料電池により生成された水を、この画像形成装置内の所定の熱源が発する熱を直接的あるいは間接的に利用して蒸発させる水処理部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録媒体上に転写されたトナー像を加熱・加圧することにより該トナー像を該記録媒体に定着させる定着器を備え、
前記水処理部は、前記定着器が発する熱を直接的あるいは間接的に利用して水を蒸発させるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記静電潜像を形成する静電潜像形成部を備え、
前記水処理部は、前記静電潜像形成部が発する熱を直接的あるいは間接的に利用して水を蒸発させるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
所定の移動方向に移動する潜像担持体を帯電および露光することにより該潜像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像したトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
所定の媒介液を介して前記潜像担持体に電圧を印加することにより該潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、
この画像形成装置への一部あるいは全ての電力供給を担う、水素と酸素から水を生成する化学反応により電気エネルギーを取り出す燃料電池と、
前記燃料電池により生成された水を、前記媒介液として前記帯電器に供給する媒介液供給部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の移動方向に移動する潜像担持体を帯電および露光することによってその潜像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像したトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによってその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタあるいはファクシミリなどに用いられる画像形成装置では、感光体ドラムを帯電させ像露光によってその感光体ドラム上に静電潜像を形成し、トナーで現像することによってトナー像を形成し、その形成されたトナー像を直接に、あるいは例えば中間転写体を介在させて、最終的に記録媒体上に転写して定着することによってその記録媒体上に画像を形成する。
【０００３】
従来、このような画像形成装置には、メモリバックアップやカレンダＩＣ駆動用などのために、１次電池や２次電池などといった種々の電池が搭載されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、１次電池や２次電池は、連続使用し得る時間に制約があり、その都度電池を取り替えたり、充電する必要があるという問題がある。
【０００４】
一方、エネルギーの変換効率が高く、大気汚染物質を殆ど排出しないクリーンなエネルギーとして、水素と酸素とを化学反応させて電気エネルギーを取り出す燃料電池が近年注目されている。この燃料電池では、酸素は大気中から取り入れられるものであるため、例えば天然ガスやメタノールなどを改質して作られる水素を補給することによって電池としての性能が維持される。このような燃料電池としては、発電システム用、コージェネレーションシステム用、自動車用、一般家庭用などといった用途に応じて、燃料電池に使用される電解質の種類や作動温度などが異なる各種の燃料電池が開発されている。また、特許文献１には、燃料電池によって電力が供給される画像形成装置も開示されている。
【特許文献１】特開２００２−０１４５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、燃料電池では、水素と酸素とを化学反応させた後の生成物としての水の排出は避けることができない。ところが、上述した特許文献１では、燃料電池によって電力が供給される画像形成装置が開示されているものの、その燃料電池で生成された水を処理する技術手段について言及されていない。従って、画像形成装置への電力供給手段として燃料電池が使用されると、例えばその燃料電池で生成された水が垂れ流されてしまった場合には、電子機器への浸水被害や延いては漏電被害などといった問題が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決し、燃料電池が組み込まれた画像形成装置において、その燃料電池によって生成された水を効率良く処理することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置のうちの第１の画像形成装置は、
所定の移動方向に移動する潜像担持体を帯電および露光することによりその潜像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像したトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
この画像形成装置への一部あるいは全ての電力供給を担う、水素と酸素から水を生成する化学反応により電気エネルギーを取り出す燃料電池と、
上記燃料電池により生成された水を、この画像形成装置内の所定の熱源が発する熱を直接的あるいは間接的に利用して蒸発させる水処理部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、上記目的を達成する本発明の画像形成装置のうちの第２の画像形成装置は、
所定の移動方向に移動する潜像担持体を帯電および露光することによりその潜像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像したトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
所定の媒介液を介して上記潜像担持体に電圧を印加することによりその潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、
この画像形成装置への一部あるいは全ての電力供給を担う、水素と酸素から水を生成する化学反応により電気エネルギーを取り出す燃料電池と、
上記燃料電池により生成された水を、上記媒介液として上記帯電器に供給する媒介液供給部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料電池が組み込まれた画像形成装置において、その燃料電池によって生成された水を効率良く処理することのできる画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
まず、図１を用いて、本発明の第１の画像形成装置の第１実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１の画像形成装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【００１３】
図１に示す画像形成装置１は、図示しないパーソナルコンピュータや画像読取装置等から送られてくる画像情報に基づいて画像を形成する。この図１に示す画像形成装置１には、筐体１００の内部に、本発明にいう潜像担持体の一例に相当するドラム状の感光体１１が備えられており、この感光体１１はモータ１１１によって矢印Ｒ方向に沿って、所定の回転速度で駆動されている。また、この感光体１１の周囲には、帯電器１２、ＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｃａｎｎｅｒ：書き込み露光用走査装置）１３、現像器１４、転写器１５、クリーニング装置１６、および除電ランプ１７が順次配設されている。さらに、この画像形成装置１の筐体１００内には、用紙Ｐを収納する用紙カセット１８と、用紙Ｐを搬送する搬送ロール対１９と、本発明にいう定着器の一例に相当するトナー像を定着する定着器２０も備えられている。
【００１４】
このような画像形成装置１では、帯電器１２によって感光体１１の表面が所定の電位に一様に帯電された後、ＲＯＳ１３によって画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が感光体１１上に形成される。このＲＯＳ１３には図示しないレーザ発振器が内蔵されており、レーザ発振器から発射される、画像情報に基づくレーザビームを、図示しないコリメータレンズ、反射ミラー、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ等からなる結像光学系を介して、感光体１１上に走査露光することにより、感光体１１上に静電潜像が形成される。そして、感光体１１上に形成された静電潜像は、その静電潜像の電位と所定のバイアス電位との電位差によって、現像器１４に収容された現像剤（トナー）で現像され、感光体１１へのトナーの付着による可視像であるトナー像が形成される。
【００１５】
さらに、用紙カセット１８から、用紙Ｐが、搬送ロール対１９によって矢印Ａ方向に向かって感光体１１と転写器１５との間に搬送され、その用紙Ｐが転写器１５によって帯電されることにより、感光体１１上に形成されたトナー像は、静電気力によって用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、感光体１１から分離された後、定着器２０へ搬送される。定着器２０には、加熱ロール２０１および加圧ロール２０２が備えられており、定着器２０へ搬送された用紙Ｐは、加熱ロール２０１によって加熱されるとともに加圧ロール２０２によって加圧されて、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が用紙Ｐ上に定着され、その後、図示しない排紙トレイ２０上に排出される。
【００１６】
一方、トナー像の転写が終了した後、用紙Ｐ上に転写されずに感光体１１上に残留した残トナーは、クリーニング装置１６によって感光体１１上から除去され、さらに除電ランプ１７によって感光体１１の表面の残電荷が除電された後、再び帯電器１２による帯電工程にはいる。
【００１７】
また、定着器に備えられた加熱ロール２０１は画像形成装置１の筐体１００内で最も熱を発生するものであるため、この筐体１００上の、加熱ロール２０１に近接する位置にシロッコファン２１が備えられており、その加熱ロール２０１が発する熱はシロッコファン２１を介して筐体１００の外部に放出される。
【００１８】
また、この画像形成装置１の筐体１００内には、本発明にいう燃料電池の一例に相当する燃料電池３０も備えられている。この燃料電池３０は、随時補給される水素と、大気中から取り入れられる酸素から水を生成する化学反応によって電気エネルギーを取り出すものであって、得られた電気エネルギーは、感光体１１を駆動するモータ１１１を所定の回転速度に制御する制御部５０に供給される。ここで、この画像形成装置１の筐体１００外の、定着器２０に備えられた加熱ロール２０１が発する熱がシロッコファン２１によって放出される位置には、本発明にいう水処理部の一例に相当する受け皿４０が配設されている。また、この燃料電池３０には排水パイプ３１が接続されており、燃料電池３０における生成物としての水は、排水パイプ３１を介して受け皿４０に排出される。
【００１９】
従って、排水パイプ３１を介して受け皿４０に排出された水は、定着器２０に備えられた加熱ロール２０１が発する熱がシロッコファン２１を介して間接的に利用されて蒸発される。このような画像形成装置１によれば燃料電池３０によって生成された水が加熱ロール２０１からの排熱によって処理されるのでエネルギー効率が良い。
【００２０】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００２１】
以下の各実施形態の説明では、図１を参照して説明した画像形成装置１の構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付して重複説明を省略し、上述した第１実施形態とは相違する部分について説明する。
【００２２】
図２は、本発明の第１の画像形成装置の第２実施形態を示す概略構成図である。
【００２３】
この図２に示す画像形成装置２の筐体２００内にも燃料電池３０が備えられているが、ここでは、この燃料電池３０には、ポンプ３２１を有する排水パイプ３２が接続されており、燃料電池３０における生成物としての水は、ポンプ３２１の動力によって排水パイプ３２を介して受け皿４０に排出される。
【００２４】
従って、この図２に示す画像形成装置２においても、図１に示す画像形成装置１と同様に、燃料電池３０における生成物としての水は、受け皿４０に排出された後、定着器２０に備えられた加熱ロール２０１が発する熱がシロッコファン２１を介して間接的に利用されて蒸発される。このような画像形成装置２によれば燃料電池３０によって生成された水が加熱ロール２０１からの排熱によって処理されるのでエネルギー効率が良い。
【００２５】
以上の説明では、燃料電池３０により生成された水を、画像形成装置内の定着器２０が発する熱を間接的に利用して蒸発させる画像形成装置の例を示したが、以下、図３を参照して、燃料電池により生成された水を、画像形成装置内の定着器が発する熱を直接的に利用して蒸発させる画像形成装置の例を説明する。
【００２６】
図３は、本発明の第１の画像形成装置の第３実施形態を示す概略構成図である。
【００２７】
この図３に示す画像形成装置３の筐体３００上の、定着器２０に備えられた加熱ロール２０１に近接する位置に受け皿４０が備えられており、燃料電池３０における生成物としての水は、排水パイプ３１を介して受け皿４０に排出される。
【００２８】
従って、この図３に示す画像形成装置３においても、燃料電池３０における生成物としての水は受け皿４０に排出された後、定着器２０に備えられた加熱ロール２０１が発する熱を直接的に利用して蒸発される。このような画像形成装置３によれば燃料電池３０によって生成された水が加熱ロール２０１からの排熱によって処理されるのでエネルギー効率が良い。
【００２９】
第１実施形態〜第３実施形態で説明したように、本発明の画像形成装置のうちの第１の画像形成装置は、
「本発明にいう記録媒体上に転写されたトナー像を加熱・加圧することによりそのトナー像をその記録媒体に定着させる定着器を備え、
本発明にいう水処理部は、上記定着器が発する熱を直接的あるいは間接的に利用して水を蒸発させるものである」
という形態が好ましい。
【００３０】
上述したように、定着器は画像形成装置内で最も熱を発生するものであるため、燃料電池３０によって生成された水の処理にこの熱を利用すればエネルギー効率が良い。
【００３１】
以上の説明では、燃料電池３０により生成された水を、画像形成装置内の定着器２０が発する熱を利用して蒸発させる画像形成装置の例を示したが、以下、図４を参照して、燃料電池により生成された水を、画像形成装置内の、静電潜像を形成する静電潜像形成部が発する熱を利用して蒸発させる画像形成装置の例を説明する。
【００３２】
図４は、本発明の第１の画像形成装置の第４実施形態を示す概略構成図である。
【００３３】
この図４に示す画像形成装置４の筐体４００内には、帯電器１２によって感光体１１の表面が所定の電位に一様に帯電された後に画像露光を施して画像情報に応じた静電潜像を感光体１１上に形成する、複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）が横一列に並べられたＬＥＤアレイ６０が備えられている。また、ＬＥＤアレイ６０に密着してヒートシンク７０が配設されており、ＬＥＤアレイ６０が発する熱はヒートシンク７０を介して放熱される。
【００３４】
また、この図４に示す画像形成装置４の筐体４００上の、ヒートシンク７０に密着する位置に受け皿４０が備えられており、燃料電池３０における生成物としての水は、排水パイプ３１を介して受け皿４０に排出される。
【００３５】
従って、排水パイプ３１を介して受け皿４０に排出された水は、ＬＥＤアレイ６０が発する熱がヒートシンク７０を介して間接的に利用されて蒸発される。このような画像形成装置４によれば燃料電池３０によって生成された水がＬＥＤアレイ６０からの排熱によって処理されるのでエネルギー効率が良い。
【００３６】
このように、上記本発明の画像形成装置のうちの第１の画像形成装置は、
「本発明にいう静電潜像を形成する静電潜像形成部を備え、
本発明にいう水処理部は、上記静電潜像形成部が発する熱を直接的あるいは間接的に利用して水を蒸発させるものである」
という形態も好ましい形態である。
【００３７】
潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成部として、例えば、図４に示した、複数個のＬＥＤが横一列に並べられたＬＥＤアレイ６０、あるいは、図１，図２，図３に示した、レーザビームを発射するレーザ発振器を内蔵したＲＯＳ１３などが知られている。このＬＥＤアレイ６０やレーザ発振器も高熱を発生するものである。燃料電池３０によって生成された水が、このような静電潜像形成部からの排熱によって処理されるのでエネルギー効率が良い。また、図４に示したように、発熱したＬＥＤアレイ６０を冷却するためのヒートシンク７０などといった熱交換器が備えられた静電潜像形成部も知られており、このような熱交換器を介して、ＬＥＤアレイ６０が発する熱を間接的に利用して燃料電池によって生成された水を処理することもできる。
【００３８】
以上説明したように、本発明の第１の画像形成装置によれば、燃料電池によって生成された水を、画像形成装置内の何らかの熱源が発する熱を利用して処理するのでエネルギー効率が良い。
【００３９】
尚、図４を参照した説明では、ＬＥＤアレイ６０が発する熱をヒートシンク７０を介して間接的に利用して燃料電池３０によって生成された水を蒸発させる例を示したが、本発明は、これに限られるものではなく、ＬＥＤアレイなどといった静電潜像形成部が発する熱を直接的に利用して燃料電池によって生成された水を蒸発させるものであってもよい。
【００４０】
また、図１，図２，図３，図４を参照した説明では、本発明にいう「水処理部」の一例として、本発明にいう「定着器」あるいは「静電潜像形成部」が発する熱を利用して水を蒸発させるものを挙げたが、本発明にいう「水処理部」は、これに限られるものではなく、例えば、現像器に印加される高圧電圧を発生させる高圧電源、あるいは画像形成装置を制御するロジック回路に印加される低圧電圧を供給する低圧電源などといった電源が発する熱や、原稿読み取り部の蛍光灯が発する熱や、各種機械部品を駆動するためのモータが発する熱や、帯電器が発する熱や、駆動系自体の摩擦熱などといった熱源を上記所定の熱源として利用して水を蒸発させるものであってもよい。
【００４１】
以上の説明では、燃料電池３０により生成された水を、画像形成装置内の所定の熱源が発する熱を利用して蒸発させる、本発明の第１の画像形成装置の例を示したが、以下、図５を参照して、燃料電池により生成された水を、帯電器における帯電の媒介をする媒介液として帯電器に供給する、本発明の第２の画像形成装置の例を説明する。
【００４２】
図５は、本発明の第２の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００４３】
この図５に示す画像形成装置５の筐体５００内には、受け皿４０が備えられており、燃料電池３０における生成物としての水は、排水パイプ３１を介して受け皿４０に排出される。
【００４４】
また、この図５に示す画像形成装置５の筐体５００内には、受け皿４０に排出された水を毛細管現象を利用して吸収することによって連続的に湿潤状態にある、本発明にいう媒介液供給部の一例に相当するフェルト状材料８０と、このフェルト状材料８０および感光体１１の双方と表面が接触するように配設された、本発明にいう帯電器の一例に相当する帯電ロール８１が備えられている。該帯電ロール８１には、電源９０からの電線が金属接点で接触しており、電源９０によって電圧が印加される。
【００４５】
このような画像形成装置５では、排水パイプ３１を介して受け皿４０に排出された水が空気に触れることによって、例えばＮａ＋などといった空気中の種々の物質が溶解して電解液となり、この電解液が吸収された湿潤状態にあるフェルト状材料８０から電解液が供給される帯電ロール８１の金属接点に対して、電源９０によって電圧が印加されると、この電解液を介して帯電ロール８１の表面が所定の電位に一様に帯電され、さらにこの電解液を介して、この帯電ロール８１と接触する感光体１１の表面も所定の電位に一様に帯電される。このように電解液を介して感光体１１の表面を帯電させると一様に帯電されやすい。
【００４６】
従って、排水パイプ３１を介して受け皿４０に排出された水は、フェルト状材料８０に吸収されることによって帯電ロール８１に供給されて媒介液として活用されるので、このような画像形成装置５によれば燃料電池３０によって生成された水が効率良く処理される。
【００４７】
このように、本発明の第２の画像形成装置によれば、燃料電池によって生成された水を、画像形成装置内の帯電器における帯電を媒介する媒介液として帯電器に供給するので、効率良く処理される。
【００４８】
尚、フェルト状材料８０に吸収されることによって帯電ロール８１に供給される水の量が、燃料電池３０によって生成される水の量よりも少ない場合には、上述した、燃料電池３０により生成された水を、画像形成装置内の所定の熱源が発する熱を直接的あるいは間接的に利用して蒸発させる手段と組み合わせて水を処理してもよい。
【００４９】
また、図５を参照した説明では、本発明にいう「帯電器」の一例として帯電ロールを、また、本発明にいう「媒介液供給部」の一例としてフェルト状材料を挙げたが、本発明にいう「帯電器」および「媒介液供給部」は、これらに限られるものではなく、例えば、水を受け皿から吸収するとともに電圧が印加されるフェルト状材料が、感光体に直接接触して感光体を帯電させることで「帯電器」および「媒介液供給部」を兼ねてもよい。また、電解液を供給する手段は毛細管現象を利用するフェルト状材料に限られるものではなく、例えば、微量吐出量ポンプなどで供給する手段であってもよい。
【００５０】
また、本実施形態の説明では、燃料電池によって得られた電気エネルギーを感光体を駆動するモータを所定の回転速度に制御する制御部に供給する例を挙げたが、本発明は、これに限られるものではなく、燃料電池によって得られた電気エネルギーを画像形成装置への一部あるいは全てに供給するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の画像形成装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の画像形成装置の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１の画像形成装置の第３実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第１の画像形成装置の第４実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第２の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，２，３，４，５    画像形成装置
１１    感光体
１１１    モータ
１２    帯電器
１３    ＲＯＳ
１４    現像器
１５    転写器
１６    クリーニング装置
１７    除電ランプ
１８    用紙カセット
１９    搬送ロール対
２０    定着器
２０１    加熱ロール
２０２    加圧ロール
２１    シロッコファン
３０    燃料電池
３１，３２    排水パイプ
３２１    ポンプ
４０    受け皿
５０    制御部
６０    ＬＥＤアレイ
７０    ヒートシンク
８０    フェルト状材料
８１    帯電ロール
９０    電源
１００，２００，３００，４００，５００    筐体
【図１】
2005265934.tif 000003
【図２】
2005265934.tif 000004
【図３】
2005265934.tif 000005
【図４】
2005265934.tif 000006
【図５】
2005265934.tif 000007